Проекты

Изучение биологических плёнок бактерий на абиотических поверхностях

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Микробиология и эпидемиология»

Направление работы: Микробиология, Эпидемиология
Авторы работы: ГБОУ Вешняковская школа
Предметы: Биология
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Главная задача санитарной обработки в детских учреждениях – это предупреждение возможных заболеваний и уничтожение патогенных или условно-патогенных микроорганизмов. Дезинфекция в образовательных организациях проводится в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и включает в себя ряд последовательных этапов, позволяющих при правильном выполнении обеспечить санитарное благополучие. Вышеперечисленные меры не всегда учитывают новые знания о выживаемости микроорганизмов и механизмах их распространения.

Одной из способностей микроорганизмов к закреплению и выживанию на абиотических поверхностях является способность образовывать особые конгломераты, окруженные экзополисахаридным матриксом, которые называются биологическими плёнками. Они, как правило, содержатся на шероховатых или поцарапанных поверхностях в труднодоступных для мойки и дезинфекции нишах, откуда бактерии выделяются в окружающую среду, являясь источником повторных инфекций. Биоплёнки обладают хорошей устойчивостью к дезинфектантам и множеством дополнительных свойств для выживания.

Цель

Изучить места локализации биоплёнок микроорганизмов на абиотических поверхностях учебного учреждения.

Задачи

1. Доказать наличие биоплёнок на абиотических поверхностях учебного учреждения.

2. Изучить места локализации биоплёнок с использованием специального индикатора на основе перекиси водорода.

3. Апробировать ферментный препарат, позволяющий провести разрушение оболочки биоплёнки для освобождения бактериальных клеток.

4. Провести бактериологические исследования микроорганизмов биоплёнок.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Индикаторы для обнаружения микроорганизмов на поверхности (BFR peroxyfilm и BFR enzymofilm)

• Стерильные свабы

• Штатив

• Стакан мерный

• Термостат

• Бактериологическая петля

• Автоматические пипетки

• Ламинарный шкаф

• Вортекс

• рН-метр

• Среды для культивирования микроорганизмов

Описание

На первом этапе работы было проведено обследование предполагаемых мест локализации биологических плёнок на абиотических поверхностях.
Объектами исследования являлись:

- в учебном кабинете – сливное отверстие раковины, парта, губка для посуды, кран, стул, стилус;

- в санитарном узле – кран, сливное отверстие раковины, щётка, кафельная плитка.

Для обнаружения биоплёнок использовали BFR peroxyfilm – индикатор для экспресс-обнаружения наличия зрелых грамотрицательных и грамположительных бактерий. Тест основан на реакции индикатора на основе пероксида водорода с каталазой, ферментом системы антиоксидантной защиты клетки. Происходит ферментативное разрушение перекиси водорода до кислорода и воды. Индикатор наносился на различные поверхности. При выявлении биоплёнки начинался процесс барботирования (образования микропузырьков при реакции выделения кислорода), что являлось подтверждением наличия каталазоположительных форм бактерий.

На втором этапе использовали BFR enzymofilm – индикатор, позволяющий с помощью растворов специальных ферментов, входящих в состав, растворять экзополисахаридный матрикс (ЭПМ) биоплёнки, что делает возможным проведение высокодостоверных микробиологических смывов. Смывы брали стерильными ватными тампонами (свабами) c литиновым бульоном через 10 минут после нанесения ферментного индикатора. Затем материал направлялся в лабораторию, где выявляли микроорганизмы в составе биоплёнки. Типичные колонии идентифицировали с применением тест-систем.

1. Биоплёнки были обнаружены на поверхности вокруг кранов, сливных отверстий раковин и на щётке. На части поверхностей (парты, кафельная плитка, стул) биоплёнки не выявлены.

2. Наибольшее количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов на поверхности вокруг кранов, сливных отверстий раковин и на щётке.

3. В образце № 3 (кран в санитарном узле) были обнаружены колиформные бактерии, которые на хромогенном агаре окрашиваются в розовый или красный цвет.

4. На селективном агаре по Байрд-Паркеру для выделения и количественного учёта Staphylococcus aureus в смывах было подтверждено наличие данного микроорганизма в двух образцах с подтверждённым наличием биоплёнки на исследуемой поверхности – № 3 и № 4 (кран и сливное отверстие раковины).

Для колонии стафилококков присущи особенности роста в данной среде:

а) характерные зоны и кольца, образующиеся в результате липолиза (расщепление жиров) и протеолиза (гидролиз белков);

б) восстановление теллурита до теллура, сопровождающееся почернением среды.

В дальнейшем была проведена идентификация микроорганизмов с использованием тест-систем и подтверждена их принадлежность к Staphylococcus aureus.

Выводы

1. Биоплёнки чаще образуются в труднодоступных местах на границе раздела различных поверхностей, которые имеют постоянный или периодический контакт с жидкостями и органическими веществами, использующимися бактериями в качестве питательных веществ.

2. Для исследования наличия и локализации бактерий в состоянии биологической плёнки необходимо использовать специальный индикатор.

3. Необходимо организовать уборку и дезинфекцию поверхностей в учебных учреждениях с учётом новых знаний о механизмах образования, развития и локализации биологических плёнок микроорганизмов.

Перспективы использования результатов работы

Полученные результаты можно использовать для усовершенствования системы санитарной обработки в учебных заведениях с целью предотвращения распространения инфекционных заболеваний.

Сотрудничество с учреждением при создании работы

ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН

Награды/достижения

Конкурс «Колмогоровские чтения», 2020 г. – участник.

Мнение автора

«Старт в медицину» – замечательная конференция, дающая возможность представить свои работы научной общественности, получить объективную оценку и в дальнейшем развиваться в интересующей сфере».